蔚来ES8电驱系统拆解分析报告

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➢ 前后副车架与车身的橡胶衬套连接处下方均带有限位板,实现前 后桥对车身的Z向限位,防止车辆过颠簸路后的多余抖动。
➢ ES8带有主动空气悬挂系统,可调行程达50mm,可满足不同路 况的底盘调教需求,空气悬挂的高压气罐挂在后桥后方。
➢ 后电驱的三个悬置支架均通过三个螺栓点与电驱连接。
电驱总成
驱动视界
前端盖
O型环
电机轴
前端盖
钢质轴承衬套 电机前轴承 卡环
✓ ES8电机和减速器之间连接端,采用大外圆止口定位,O型圈径向密 封,电机轴与减速器轴采用花键连接,电机轴为外花键,端部加有O 型圈,密封润滑脂。
卡环
电机后轴承
铜转子
驱动视界
电机前轴承及其外圈卡环 电机后轴承及波簧
特点:
✓ ES8异步电机有蔚然设计,定子、转子、总成装配全工序生产, 冲片外采,双三相铜排,两两一组出线。
✓ 同时前后减速器的通气结构也不同,但壳体上的通气孔位置相同, 后驱直接采用直通式通气塞,前驱采用了通气管,加长冷却回路。
横向稳定杆
右后悬置主 动支架
左后悬置主 动支架
后电驱总成
前悬置主动 支架 后驱动桥总成
悬置衬套
后副车架
特点:
➢ ES8后电驱通过三个悬置点固定,悬置同样采用了质心布置方式, 抗扭限位能力强。前悬置主动支架和左后、右后悬置主动支架上 均带有橡胶衬套。
ES8动力底盘
整备质量 (kg)
2460
续航里程 (km)
425
百公里加速 时间(s)
4.4
最高车速 (km/h)
200
双电机最大 双电机最大 电池容量 功率(kW) 扭矩(Nm) (kWh)
480
840
84
➢ 蔚来ES8是一款纯电四驱的大型SUV,本文拆解分析的是第一代ES8, 前后均为异步感应电机,最新的ES8已经切换为永磁加异步的组合了。
密封圈
出水管 (至电机)
IPU低压接口
持续工作电 流(A)
320
峰值工作电 流(A)
930
工作制 S9
特点:
相数 3
防护等级 IP67
➢ ES8控制器为双三相拓扑结构,蔚然设计,昆山工厂生产,双 IGBT并联,来自英飞凌,PCB板外采。
➢ 双IGBT并联功率模块,避免了高功率状态下的不稳定性,安全性 可靠性更高,同时具备更高的功率密度,英飞凌后期可以强化该 款IGBT,可以将峰值功率240kW释放到300kW。
9.6 (26/77&29/94)
未知
润滑油牌号
嘉实多BOT 350 M3
特点:
➢ ES8的减速器来自于GJT(格特拉克_江西)公司,蔚来进行三合 一集成设计,对减速器接口和布置角度进行了要求。
Biblioteka Baidu
➢ 该减速器以GJT 1eDT530为BASE版本进行重新开发以适应整车 布置的要求。
➢ 该减速器属于常见的平行轴式固定速比减速器,左右壳体、三轴 式布置,开放式差速器,输入轴与中间轴均采用球+柱轴承的布 置,即一端固定(球),一端浮动(柱)的限位方式,球轴承承 受双向轴向力,轴承均采用卡环限位。轴向间隙较大,容易引发 整车Clunk问题。
空调压缩机
前电驱总成 左后悬置支架1
右前悬置主动 支架 左左前前悬悬置置支主架动
支架
前驱动桥总成
主动空气悬挂 系统
横向稳定杆
转向拉杆
前副车架
后悬置衬套
特点:
✓ ES8前后电驱均布置在副车架上,前后副车架均为全铝框架式结 构,电驱外包裹声学包。
✓ 前电驱总成通过四个悬置点固定,悬置采用了质心布置方式, 抗扭限位能力强,毕竟电驱功率高达240kW,动力冲击强。左 前和右前主动悬置支架带橡胶衬套,左后和右后悬置支架1与 车身横梁上的对应带橡胶衬套的支架连接。
✓ 前副车架采用全铝框架式结构,整体尺寸较大,一次性浇铸成型存 在工艺难度高、零件合格率低的问题,因此分为左中右三部分,其 中左右两部分别浇铸成型,空心式框架,中间部分为方型材,最后 将三部分焊接在一起。
✓ 前副车架与车身通过6点螺栓连接,其中中间两点连接处有橡胶衬套, 因此,ES8前电驱系统算是一级半隔振设计,整车路径上会抑制一部 分结构噪声传递到车内。
➢ 三个悬置支架连接到后副车架上,后副车架再通过四个橡胶衬套 连接到车身上。
➢ 后电驱的三个悬置支架体积上要比前驱的两个前悬置支架小很多, 结构上看,其约束模态较高,猜测应该大于800HZ了。
➢ 后副车架同样采用全铝框架式结构,与前副车架一样,受工艺难 度影响,也分为左中右三部分,其中左右两部分别浇铸成型,空 心式框架,中间部分为方型材,最后将三部分焊接在一起,与前 副车架不同的是后副车架焊接有三根横梁,提升整体刚度。
电机最高输出转速(rpm) 15000
电驱布置形式
集成式三合一,左中右布置,减速器在中间
减速器结构类型
平行轴
减速器速比
9.6
电机冷却方式
水冷
减速器冷却方式
油冷
生产方式
IPU\电机自主设计生产,减速器外采,自 主集成
进水管 IPU
盖板
驱动视界
水管(IPU→电机)
减速器
通气管
电机壳
特点:
✓ ES8前后电驱系统零部件共用,只是在电驱与整车机械接 口上、通气结构、放油塞位置稍作改动,以适应不同副车 架和车身结构的布置。
✓ 电机定子的冷却水套与电机壳整体铸造成型,采用砂芯铸造工艺, 外部布有多个砂芯孔,最后堵盖封堵,整体铸造具有定子安装位 置精度高,减少装配误差等优点,对于电机NVH控制有帮助。
✓ 电机的转速码盘安装在电机轴前端,传感器单独出线,码盘依靠 螺栓固定在电机轴的码盘套上。
✓ 电机轴承采用的是SKF的BB1定制款高速轴承,为脂润滑封闭轴 承,型号为BB1-2516,外径62mm。
✓ 前电驱的左前和右前悬置主动支架为了跨过电子转向机,结构 布置呈长悬臂状态,为了提高悬置支架的约束模态,结构上设 计的较为粗壮,有多条加强筋,导致重量较大,同时向前占据 了较大的X向空间,得益于ES8是大型SUV,空间充足,可以满 足如此布置要求。
✓ 空调压缩机通过铝质支架固定在前副车架的前方,空调压缩机 支架与副车架之间有橡胶衬套,降低空调压缩机向车内传递的 结构噪声和振动,尤其是车辆禁止时的空调压缩机的噪声传递。
✓ 电机前轴承内圈与电机轴为松配合或过度配合,外圈与前端盖为 紧配合;后轴承内圈与电机轴为紧配合,外圈与前端盖为松配合 或过度配合,卡环限位,轴承外圈与壳体、前端盖配合处均加有 钢质衬套,衬套在端盖和壳体铸造阶段直接铸造进去。
双三相母排
定子温度信 号线 转子转速信 号线
进水管
低压信号接口
直流母线 接口 直流母线打 紧工序的端 盖
✓ 异步电机采用铜转子,导电性比奥迪e-tron采用的铝转子高约 40%,损耗低、发热低,提升额定功率、额定扭矩10%,ES8因 此不用像e-tron一样设计复杂的电机冷却系统。
✓ 蔚来的铜转子采用了激光冷焊的工艺技术,提高转子强度,但是 量产工艺一致性挑战难度高,蔚来目前能解决这个问题实属不易。
✓ 电机整体结构分为前端盖、定子、转子和电机壳,无后端盖结构, 直接集成到电机壳上,转子转速靠类似于非接触式的转速传感器 进行检测,进而实现电机输出外特性的调整。
NO.510
➢ 蔚来作为中国新势力造车企业的领头羊,自出生之日起就自带话题, 时至今日仍然是中国汽车行业的话题焦点,ES8作为蔚来旗下真正 进入大众视野的一款量产车,其产品势力还是有可看之处,毕竟是 中国第一款累计销售过万的纯电豪华SUV,售价和用料配的上豪华。
➢ 和前面的奥迪e-tron、捷豹I-PACE一样,本文只对其电驱系统进行 拆解分析,文章的分析主体结构仍然是从整车到系统再到零部件。
输入轴
母排接线盖板 通气塞
后减速器爆炸图(建议横屏观看)
驱动视界
中间轴后轴承 差速器
中间轴前轴 中间轴 承及内圈
前壳体
后壳体
前壳体 前减速器放 油塞
润滑油孔堵盖
驱动视界
IPU双 三相接 线口
油孔堵盖
中间轴堵盖
驱动视界
最大输入扭 矩(Nm)
450
最高输入转 速(rpm)
14500
速比
润滑油加油 量(L)
✓ 前后电驱的外围包裹有大面积声学包,声学包分区块拼接成整 体,区块直接通过魔术贴粘结,魔术贴与声学包之间通过类似 于“订书钉”的钉针钉在一起,但是钉针表面经过了特殊防腐 处理,提升防腐能力。
左后悬置支架2 右后悬置支架2
车身纵梁
前驱左前悬置主动支架 后驱前悬置主动支架
特点:
✓ 前电驱左后和右后悬置支架通过螺栓分别连接在车身纵梁上的悬置 支架,纵梁上的悬置支架与纵梁支架之间有橡胶衬套,ES8前电驱两 个后悬置支架相当于每个又分成两部分,降低了系统刚度,空间上 看,左后悬置支架应该可以直接从电机外壳长出来,右后悬置支架 在差速器端,离横梁距离较远,只能分俩悬置支架连到纵梁。
➢ ES8前后电驱零部件共用,仅壳体外形做更改,以适应前后副车架的 结构布置和悬置位置。
➢ ES8整备质量达到2.4吨,但是百公里加速时间只有4.4s,最高车速达 到200km/h,足以说明其电驱系统的强劲。
➢ ES8可以用来宣传的技术买点除了自研自产的大功率电机电控外,还 有两副全铝副车架和主动空气悬挂。
✓ 从结构上可以看出,ES8十分注重整车性能和乘客感受,用料上配得 上豪华车。
✓ 前机舱由于有电子转向机、空调压缩机、水泵、多条水管等总成, 使得前电驱的布置空间较后驱小,因此减速器的布置角度也较大。
✓ 虽然前后电驱的零部件共用,但是减速器的布置角度有区别,前驱 减速器布置角度较大,差速器差降(Diffdrop)较大,输入轴系的 轴承润滑较困难,供应商(GJT)专门设计的润滑导油槽;后驱减速 器布置角度较小,接近零度。
➢ 目前缺点也很明显,成本较高。
➢ 控制器水冷,出水管直接通过橡胶软管连接到电机进水口。
后壳体
通气管
输入轴后轴 承及内圈
输入轴
中间轴
输入轴 前轴承
母排接 线盖板
前减速器爆炸图(建议横屏观看)
驱动视界
导油槽 中间轴后轴承 差速器
中间轴前轴 承及内圈
前壳体
后壳体
导油槽 输入轴前轴承
输入轴后轴 承及内圈
异步电机
减速器
IPU
直流母线 声学包
接地线 前电驱总成
左后悬置 支架1
中间半轴
右后悬置支架1
直流母线
后电驱总成
电机
电机出 水口 前悬置支架
✓ ES8电驱采用减速器夹在中间的左中右的布置,整体Z向尺寸小,Y向 尺寸加长,重心靠近总成的Y向中心点。前驱一级半隔振,采用四悬 置点限位,后驱二级隔振,采用三悬置点限位。悬置点均在电机和减 速器壳体上,其中减速器均有俩悬置点。
输入轴
中间轴总成
柱轴承内圈卡环 柱轴承内圈
差速器总成
通气迷宫结构 输入轴球轴承
双三相铜排绝 缘固定板
中间轴柱轴承
驱动视界
特点:
导油孔
➢ 目前对于EV减速器,国内能做到450Nm容量的箱子非常少, GJT基本独占一档,可靠性方面的设计平衡,GJT还算不错。
➢ GJT为ES8设计的减速器,输入轴和中间轴采用深沟球轴承+圆柱 滚子轴承的布置,利用了柱轴承的承载能力强的优点,如果选用 球轴承,需要更大尺寸的球轴承,按照当前的安装距就可能无法 布置,但是柱轴承又牺牲了部分效率,对于同一个轴上,GJT在 球和柱轴承位置上也经过寿命计算考量,将柱轴承布置在靠近在 承载高的齿轮近端。
✓ ES8电驱属于3in1集成式设计,减速器夹在中间的左中右 布置形式,与Model 3的集成布置形式相似,电机同样为 铜转子感应异步电机,只是电机的冷却方式、三相线穿越 减速器的结构形式和IPU控制器的功率模块不同,此外, Model 3的电机前端盖与减速器前壳体属于共壳体集成设 计,而ES8减速器与电机之间只是简单的机械连接,由此 可以看出相比Model 3,ES8的电驱技术水平还是要差一 点,当然了就电驱整体技术而言,Model 3确实是难有对 手。
电机转子 电机定子
双三相铜排
驱动视界
减速器
IPU
电驱总成剖视图
零部件名称 供应商
电机
IPU
减速器
蔚然动力(南京) 蔚然动力(昆山) 格特拉克(江西)
项目
参数内容
电机类型
感应异步
IPU功率器件
双IGBT并联
重量(kg)
135
电机峰值功率(kW)
240@5500-10000rpm,极限可到300
电机最大输出扭矩(Nm) 420@0-5500rpm,极限可到530
➢ 作者本人虽然也从事这一行,但是就个人来说,从产品的技术角度 和产业布局出发还是最看好蔚来,也最敬佩蔚来,希望蔚来能够成 为中国新势力汽车行业的名片。
➢ 毕竟在电驱行业,蔚来是国内第一个自主研发、生产车用大功率异 步电机和电控的厂家,敢于第一个出发,值得敬佩。
前电驱总成
ES8整车底盘
后电驱总成 空气悬挂高压罐
✓ 控制器的出水管与电机的进水管之间通过软管连接,接头 处使用卡箍。
✓ 高压直流母线通过螺栓、压板固定在IPU上,另一端带快 插接头。
前端盖 前轴承 转子 后轴承
旋变固定套
后盖板
声学包
O型环 前端盖
电机壳
中间半轴 支撑轴承
砂芯孔堵盖
轴承座
中间半轴
电机进水管 双三相铜排
转速码盘
转速信号线
转速码盘固定套
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